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Cre/loxPシステムとはloxP配列と呼ばれる[[wikipedia:ja:DNA|DNA]]配列に対しDNA組換え酵素Creが働くことにより生じる部位特異的組換え反応を利用した[[wikipedia:ja:遺伝子組換え実験|遺伝子組換え実験]]系である。本来、[[wikipedia:ja:バクテリオファージ|バクテリオファージ]]P1が[[wikipedia:ja:宿主|宿主]]である[[wikipedia:ja:大腸菌|大腸菌]]内で複製される際に自身のゲノムを環状化するための組換えシステムである。遺伝子工学、発生工学に分野で主にloxP配列間に存在する遺伝子をCre発現により欠失させるために使用される<ref><pubmed> 11340053 </pubmed></ref>。 | Cre/loxPシステムとはloxP配列と呼ばれる[[wikipedia:ja:DNA|DNA]]配列に対しDNA組換え酵素Creが働くことにより生じる部位特異的組換え反応を利用した[[wikipedia:ja:遺伝子組換え実験|遺伝子組換え実験]]系である。本来、[[wikipedia:ja:バクテリオファージ|バクテリオファージ]]P1が[[wikipedia:ja:宿主|宿主]]である[[wikipedia:ja:大腸菌|大腸菌]]内で複製される際に自身のゲノムを環状化するための組換えシステムである。遺伝子工学、発生工学に分野で主にloxP配列間に存在する遺伝子をCre発現により欠失させるために使用される<ref><pubmed> 11340053 </pubmed></ref>。 | ||
== Cre/loxPシステムとは == | == Cre/loxPシステムとは == | ||
Cre/loxPシステムとはloxP配列と呼ばれる[[wikipedia:ja:DNA|DNA]]配列に対しDNA組換え酵素Creが働くことにより生じる部位特異的組換え反応を利用した[[wikipedia:ja:遺伝子組換え実験|遺伝子組換え実験]]系である。この組換え反応は主に特定のDNA配列の除去に用いられるが、現在ではこの技術を応用して後述のCre発現依存的遺伝子欠損やCre発現依存的遺伝子発現など遺伝子発現実験などにも利用されている。最初は1987年にBrian Sauerにより酵母を用いた実験系で報告された<ref><pubmed> 3037344 </pubmed></ref>が、現在では多くの動物種で使用されている。 | Cre/loxPシステムとはloxP配列と呼ばれる[[wikipedia:ja:DNA|DNA]]配列に対しDNA組換え酵素Creが働くことにより生じる部位特異的組換え反応を利用した[[wikipedia:ja:遺伝子組換え実験|遺伝子組換え実験]]系である。この組換え反応は主に特定のDNA配列の除去に用いられるが、現在ではこの技術を応用して後述のCre発現依存的遺伝子欠損やCre発現依存的遺伝子発現など遺伝子発現実験などにも利用されている。最初は1987年にBrian Sauerにより酵母を用いた実験系で報告された<ref><pubmed> 3037344 </pubmed></ref>が、現在では多くの動物種で使用されている。 | ||
==基本要素== | ==基本要素== | ||
[[Image:Crelox図1.jpg|thumb|right|300px|''' | [[Image:Crelox図1.jpg|thumb|right|300px|'''図１ loxP配列が同方向の場合のCreによる組換え''']] | ||
[[Image:Crelox図2.jpg|thumb|right|300px|''' | [[Image:Crelox図2.jpg|thumb|right|300px|'''図２ loxP配列が異なる方向の場合のCreによる組換え''']] | ||
=== Creレコンビナーゼ=== | === Creレコンビナーゼ=== | ||
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バクテリオファージP1ゲノムに由来する34bpのDNA配列で両末端に存在するCre結合部位13bpは対称に、中心部は非対称な配列になっている。 | バクテリオファージP1ゲノムに由来する34bpのDNA配列で両末端に存在するCre結合部位13bpは対称に、中心部は非対称な配列になっている。 | ||
5'-ATAACTTCGTATAGCATACATTATACGAAGTTAT-3' | <tt>5'-ATAACTTCGTATAGCATACATTATACGAAGTTAT-3' </tt> | ||
=== CreとloxP配列の反応 === | === CreとloxP配列の反応 === | ||
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Creと変異[[エストロゲン]]受容体の融合タンパク質であるCre-ERタンパク質は通常[[wikipedia:ja:細胞質|細胞質]]に存在するが、エストロゲン誘導体である[[wikipedia:ja:タモキシフェン|タモキシフェン]]と結合することにより核内に移行し、loxP配列に対して組換えを起こす。これを利用してCre-loxPシステムの働く時期をタモキシフェン依存的に調節することが可能である（図３）<ref><pubmed> 7624356 </pubmed></ref>。 | Creと変異[[エストロゲン]]受容体の融合タンパク質であるCre-ERタンパク質は通常[[wikipedia:ja:細胞質|細胞質]]に存在するが、エストロゲン誘導体である[[wikipedia:ja:タモキシフェン|タモキシフェン]]と結合することにより核内に移行し、loxP配列に対して組換えを起こす。これを利用してCre-loxPシステムの働く時期をタモキシフェン依存的に調節することが可能である（図３）<ref><pubmed> 7624356 </pubmed></ref>。 | ||
[[Image:CreloxP図3.jpg|thumb|right|300px|''' | [[Image:CreloxP図3.jpg|thumb|right|300px|'''図３ タモキシフェンによるCre-ERの制御''']] | ||
=== loxP配列のバリエーション === | === loxP配列のバリエーション === | ||
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Creによって組換わるものの、loxP配列とは組換わらないlox511, lox2272, loxFASなど種々の変異lox配列<ref><pubmed> 11418130 </pubmed></ref> | Creによって組換わるものの、loxP配列とは組換わらないlox511, lox2272, loxFASなど種々の変異lox配列<ref><pubmed> 11418130 </pubmed></ref> | ||
lox511: 5'-ATAACTTCGTATAGtATACATTATACGAAGTTAT-3' | <tt>lox511: 5'-ATAACTTCGTATAGtATACATTATACGAAGTTAT-3' | ||
lox2272: 5'-ATAACTTCGTATAGgATACtTTATACGAAGTTAT-3' | lox2272: 5'-ATAACTTCGTATAGgATACtTTATACGAAGTTAT-3' | ||
loxFAS: 5'-ATAACTTCGTATAtacctttcTATACGAAGTTAT-3' | loxFAS: 5'-ATAACTTCGTATAtacctttcTATACGAAGTTAT-3' </tt> | ||
（小文字はloxP配列と異なる塩基） | （小文字はloxP配列と異なる塩基） | ||
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や染色体への遺伝子挿入が可能なlox RE, loxLE配列<ref><pubmed> 9016639 </pubmed></ref> | や染色体への遺伝子挿入が可能なlox RE, loxLE配列<ref><pubmed> 9016639 </pubmed></ref> | ||
lox RE: 5'-ATAACTTCGTATAGCATACATTATACGAAcggta-3' | <tt>lox RE: 5'-ATAACTTCGTATAGCATACATTATACGAAcggta-3' | ||
lox LE: 5'-taccgTTCGTATAGCATACATTATACGAAGTTAT-3' | lox LE: 5'-taccgTTCGTATAGCATACATTATACGAAGTTAT-3' </tt> | ||
（小文字はloxP配列と異なる塩基） | （小文字はloxP配列と異なる塩基） | ||
などが存在する。 | などが存在する。 | ||
=== Cre/loxPと類似のシステム === | === Cre/loxPと類似のシステム === | ||
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[[wikipedia:ja:出芽酵母|出芽酵母]]（''Saccharomyces cerevisiae''）由来の組換え酵素FLPとFRT配列 <ref><pubmed> 6286142 </pubmed></ref> | [[wikipedia:ja:出芽酵母|出芽酵母]]（''Saccharomyces cerevisiae''）由来の組換え酵素FLPとFRT配列 <ref><pubmed> 6286142 </pubmed></ref> | ||
5'-GAAGTTCCTATTCTCTAGAAAGTATAGGAACTTC-3' | <tt>5'-GAAGTTCCTATTCTCTAGAAAGTATAGGAACTTC-3' </tt> | ||
もCre-loxPシステムと同様の目的で頻用される。 また、[[wikipedia:ja:醤油酵母|醤油酵母]]（''Zygosaccharomyces rouxii''）由来の組換え酵素RとRS配列<ref><pubmed> 3889347 </pubmed></ref>、バクテリオファージMu由来の組換え酵素Ginとgix配列<ref><pubmed> 1836050 </pubmed></ref>も例は少ないものの使用されている。 | もCre-loxPシステムと同様の目的で頻用される。 また、[[wikipedia:ja:醤油酵母|醤油酵母]]（''Zygosaccharomyces rouxii''）由来の組換え酵素RとRS配列<ref><pubmed> 3889347 </pubmed></ref>、バクテリオファージMu由来の組換え酵素Ginとgix配列<ref><pubmed> 1836050 </pubmed></ref>も例は少ないものの使用されている。 | ||